Революция в криогенике: хранение газа в твёрдых кристаллах стало в 8 раз безопаснее

Автор/Источник: kriofrost.academy/kriofrost.academy

Ведущий научный сотрудник Института криосферы Земли Тюменского научного центра Сибирского отделения РАН Надежда Молокитина представила прорывную методику хранения и транспортировки природного газа в твёрдом агрегатном состоянии – в виде кристаллических газовых гидратов, которые внешне напоминают рыхлый снег или мелкий лёд.

Суть технологии заключается в том, что молекулы метана заключаются в водяные полости кристаллической решётки, причём в одном объёме гидрата может содержаться до 180 объёмов газа, а при поджигании такой «снег» действительно горит. Главное достоинство разработки – использование биоразлагаемых полимеров, в частности поливинилового спирта, в качестве промоторов реакции: их добавление ускоряет образование гидратов в 10–20 раз по сравнению с традиционными методами, что впервые делает процесс экономически оправданным для промышленного масштаба. Основой для получения стабильных структур послужила так называемая «сухая вода» – нанодисперсия на основе кремнезёма, которую Молокитина изучала ещё на физическом факультете Тюменского государственного университета; этот материал обеспечивает высокую газоёмкость и устойчивость кристаллов. Команда учёных уже запатентовала устройство для серийного производства гидратов, а сама технология кардинально превосходит по безопасности сжиженный природный газ – если последний требует криогенных температур около –160 °C и сопряжён с высокими рисками возгорания и взрыва, то гидраты стабильны уже при –20 °C, что снижает опасность в 8 раз. Важно и то, что около 65% территории России находится в зоне вечной мерзлоты, где природные газогидратные залежи колоссальны, а их ресурсы на шельфе Мирового океана многократно превышают разведанные запасы обычного метана.

Долгие годы подобные разработки считались нерентабельными, и Молокитиной нередко говорили: «Кому это нужно, это дорого», однако после изменения геополитической ситуации интерес к газогидратным решениям резко вырос, и теперь к ней регулярно обращаются с вопросами о сроках внедрения. Работы ведутся при поддержке Тюменского государственного университета и Института криосферы Земли СО РАН, и открытие уже привлекает внимание не только криогенной отрасли, но и всей энергетической сферы страны.